逆变器是将DC(直流电,如蓄电池)转换为交流电(交流电/市电)的装置,广泛应用于空调、电脑、照明等电器中。特别是在旅行或工作时,逆变器通过连接电池可以产生交流电,为需要交流电使用的仪器或电器供电。
把交流电变成直流电(DC)是非常容易的,只需要一个二极管,就可以构成最简单的整流电路。但是,把直流电换成交流电就没那么简单了。交流电的大小和方向会随时间周期性变化。我们使用的主电源显示正弦函数的规则变化。
脉宽灯
PWM是脉宽调制的缩写,这是一种非常有效的技术,它使用微处理器的数字输出来控制模拟电路。PWM的基本原理是,只要波形和坐标轴围成的阴影面积相同,不管电压波形产生的形状如何,都具有相同的效果。这就是面积等效原理。
正弦波和方波输出的平均电压由逆变器是一样的。
1.脉宽调制的占空比
常用的PWM是矩形脉冲(方波)波形。显示了一个振幅为5V、频率为50Hz的方波。
占空比表示高电平在整个周期中所占的比例。PWM中,高电平在该周期中所占的比例为50%,因此占空比为50%。在PWM具有一定频率的情况下,可以通过改变占空比来改变输出电压。例如,占空比为100%时,输出电压为5V,占空比为0时,输出电压为0。当我们想输出一个2.5V的电压时,只需要将占空比改为50%。
2.解决
分辨率表示PWM可以实现的最小值,即一个周期内被分割的部分的数量。如果是10个部分,则占空比的精度为10%。如果分成1000份,占空比精度为0.1%。
3.逆变器的纯正弦波交流电
虽然逆变器输出方波可以应用在很多电器上,但有些电器不行。因此,输出纯正弦波交流电的逆变器都是需要的。我们来看看逆变器是如何产生纯正弦波交流电的。
PWM的占空比根据正弦规律变化。在电压幅度大的地方产生具有大占空比的PWM,在电压幅度小的地方产生具有小占空比的PWM。在短时间内,PWM的平均输出电压用红线表示,可以看出波形产生了一个类似正弦波的波形。PWM越精确,正弦波越平滑。
逆变器方波
让我们看看方波交流电。方波交流电的波形。
其实老逆变器输出的交流电就是上面那种交流电的方波形式。方波交流电适用于要求不太严格的设备。让我们来看看DC电源如何变成方波交流电源。当开关S1和S4闭合时,电流的方向是这样的。
更多内容:「逆变电源」功率逆变器和变频器有什么区别,整流逆变的过程
当S2和S3关闭时,水流的方向是这样的。可以看出,负载上电流的方向发生了变化,从而产生了方波交流电流。
我们知道电源的频率是50Hz,这意味着我们每秒钟要开关100次。我们可以用半导体开关(MOS管)来控制电路的通断动作。通过在A、B、C、D点输入控制信号,可以控制MOS管的通断,从而改变负载的电流方向,输出波形交流方波。
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